Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ sáu, 24/09/2010 18:21 (GMT+7)

Triển vọng & tính chuyên biệt của enzym

10.000 enzym có trong thiên nhiên, cho đến nay, hơn 3.000 đã được mô tả chi tiết. Enzym hiện diện trong tế bào với số phân tử rất khác nhau, từ 1.000 đến 10.000. Enzym đóng vai trò xúc tác sinh học, chuyển hóa chất hưu cơ này thành chất hữu cơ khác.

Nhờ có enzym, phản ứng hóa học trong cơ thể diễn ra dễ dàng với vận tốc cực mạnh, gấp 1.000 tỷ lần nếu xảy ra tự nhiên. Enzym giúp cho sự sống sinh vật hoàn hảo hơn. Biến đường thành cồn và carbon dioxid là chuyện trong giây phút của enzym trong tế bào men, nếu không có việc chuyển hóa, phải mất cả ngàn năm mà cũng gần như không thể thực hiện được.

Hầu hết các enzym bản chát là protein, tuy nhiên RNA cũng có thể hoạt động như một chất xúc tác sinh học. Chúng thuộc loại ribozym, có nhiệm vụ phân đoạn các phân tử RNA.

Trong phạm vi của tế bào, với kích thước chỉ từ 1/10 đến 1/1.000 mm, hàng ngàn phản ứng nhờ có sự xúc tác của enzym đã diễn ra trong từng giây với sự chọn lọc chặt chẽ một cách kỳ diệu. Phản ứng chỉ xảy ra khi phân tử enzym nhận ra đối tác tương thích giữa hàng ngàn phân tử hợp chất khác nhau trong tế bào.

Tính chọn lọc chặt chẽ kỳ diệu của enzym đã được nhà khoa học người Đức Emil Fischer giải thích bằng lý thuyết “Ống khóa và chìa khóa” vào năm 1894. Fischer cho rằng, nếu điểm hoạt động của enzym là một cái lõm trên bề mặt phân tử thì đối tác tương hợp của nó phải có bộ phận lồi có hình dạng khít khao để lắp vào cái lõm của enzym. Lúc ấy, enzym mới vận hành được chức năng xúc tác và enzym sẽ bất hoạt, nếu có sự sai sót, dù rất nhỏ trong việc lắp ghép này.

Lý thuyết “Ống khóa và chìa khóa” của Emil Fischer lúc đầu đã giải thích được tính chuyên biệt của enzym, sau nhanh chóng trở nên phổ biến và thành quy luật tổng quát. Nó được áp dụng để chế tạo ra đối tác cạnh tranh với thụ thể enzym khi muốn làm enzym mất hoạt tính.

Một ví dụ về tính chuyên biệt cao enzym, thể hiện trong việc chuyển hóa đường glucose:

Trong một ống nghiệm chứa nhiều loại carbon hydrat như: glucose, fructose, saccharose, maltose và tinh bột, người ta cho vào enzym glucose oxidase (GOD). Sau một thời gian ngắn, glucose trong hỗn hợp biến mất, thay vào đó là gluconolacton. Các loại carbon hydrat còn lại không thay đổi: rõ ràng GOD đã chuyển hóa glucose thành gluconolacton. Vì vậy, glucose được gọi là chất đối tác tương thích của enzym GOD và gluconolacton là chất chuyển hóa của glucose.

Tuy nhiên, tính chuyên biệt của enzym không hoàn toàn tuyệt đối. Vì nếu mỗi hợp chất trong thiên nhiên phải có một enzym đi kèm để được chuyển hóa thì số enzym sẽ phải vô cùng lớn. Do đó, bên cạnh một số enzym chuyên biệt, có những enzym đa năng hơn, có nhiều đối tác hơn. Phần lớn các enzym đa năng là những enzym ngoại bào, tuy được sản xuất trong tế bào nhưng hoạt động ở ngoài tế bào như: protease, amylase….

Như protease là enzym có tính năng thủy giải nhiều loại protein với các kích thước phân tử lớn nhỏ khác nhau, trong đó có trypsinvaf subtilisin.

Trypsin: có trong ống tiêu hóa, có khả năng cắt vụn tất cả các loại protein do thức ăn đưa vào, và thủy giải tiếp các protein. Tuy đa năng, nhưng có tính chính xác rất cao, có thể phân đoạn ngay các mối nối hóa học carboxyl của lysin và arginin. Đặc tính chính xác này giúp cho trypsin trở thành phương tiện hữu hiệu trong công nghiệp tổng hợp sinh học như chuyển insulin của heo thành thuốc insulin chữa bệnh cho người.

Subtilisin: do vi khuẩn Bacillus subtilistrong ruột tiết ra, có khả năng thủy giải rất nhiều loại protein vì đối tác rất rộng. Nhưng ít được dùng trong công nghiệp tổng hợp sinh học, vì khó xác định được vị trí cắt các peptid.

Enzym là nhân tố cần thiết để khởi động mọi phản ứng sinh học. Do đó, nghiên cứu khám phá và ứng dụng enzym là một hướng đi nhiều triển vọng.

Xem Thêm

Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

Đại hội đại biểu toàn quốc Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam lần thứ IX, nhiệm kỳ 2026-2031
Sáng 28/8, Đại hội đại biểu toàn quốc Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam lần thứ IX, nhiệm kỳ 2026-2031 đã diễn ra phiên trọng thể tại Trung tâm Hội nghị Quốc gia, Hà Nội. Đồng chí Bùi Thị Minh Hoài - Ủy viên Bộ Chính trị, Bí thư Trung ương Đảng, Bí thư Đảng ủy MTTQ, các đoàn thể Trung ương, Chủ tịch Ủy ban Trung ương MTTQ Việt Nam dự và phát biểu chỉ đạo Đại hội.
Tuổi trẻ Liên hiệp Hội Việt Nam hướng tới chào mừng Đại hội IX bằng những công trình thiết thực
Ngày 25/8, Đoàn Thanh niên Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) thực hiện công trình thanh niên hướng tới chào mừng Đại hội đại biểu toàn quốc Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật lần thứ IX, nhiệm kỳ 2026-2031, gồm hai hoạt động chính là cải tạo, chỉnh trang và gắn biển “Vườn hoa Thanh niên” và số hóa Phòng Truyền thống Liên hiệp Hội Việt Nam.
489 đại biểu chính thức tham dự Đại hội Liên hiệp Hội Việt Nam lần thứ IX
Ngày 24/8 tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) đã tổ chức gặp mặt đại diện các cơ quan báo chí, thông tin về Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ IX, nhiệm kỳ 2026-2031. Theo Ban Tổ chức, Đại hội sẽ diễn ra trong hai ngày 27 và 28/8 tại Trung tâm Hội nghị Quốc gia, Hà Nội, với chủ đề “Đoàn kết - Sáng tạo - Đột phá - Phát triển”.